Impression 3D pour une machine à café automatique : longue durée de vie pour le réglage automatisé de la hauteur du plateau à tasses

• Solution requise : composants pour la partie mécanique d'un dispositif de réglage automatique du plateau à tasses d'une machine à café automatique
• Mode de fabrication : frittage sélectif par laser
• Exigences : conformité alimentaire, stabilité, robustesse, mouvement fluide, stabilité dimensionnelle
• Matériau : iglidur I6
• Secteur : distributeurs automatiques
• Bénéfice de la coopération :résistance à l'usure, ténacité et durée de vie élevées, conformité alimentaire répondant aux exigences du FDA et du règlement européen 10/2011

Brève description de l'application :
Le réglage du plateau à tasses de la machine à café automatique sur la taille de la tasse se faisait à la main. Pour que ce réglage soit automatique, l'équipe projet de l'école de génie mécanique d'Ansbach a mis au point un plateau à tasses à moteur muni d'un réglage en hauteur piloté par capteurs. Un moteur, une bride support d'axe imprimée ainsi qu'une vis imprimée ont été utilisées pour la partie mécanique du réglage en hauteur. Les pièces imprimées en polymère hautes performances iglidur I6 permettent un mouvement très fluide et offrent une robustesse et une durée de vie élevées. Le polymère optimisé en termes tribologiques dispose également d'une compatibilité alimentaire conforme aux exigences du FDA et du règlement européen 10/2011.

 

Mécanisme de réglage en hauteur du plateau à tasses constitué d'une vis et d'une bride support d'axe

Problème

La hauteur du plateau à tasses d'une machine à café automatique était toujours adaptée manuellement à la taille de la tasse. On était donc à la recherche d'une solution automatique pour ce réglage. Une équipe de l'école de génie mécanique d'Ansbach a alors mis au point un mécanisme à moteur pour un réglage en hauteur piloté par capteurs. Restait à trouver les bons matériaux pour le concept à bride support d'axe et vis. Les exigences posées au concept étaient élevées : mouvement très fluide de la vis dans la bride support d'axe et stabilité dimensionnelle fiable afin de bien respecter les cotes à l'intérieur de la machine à café. Les matériaux devaient également être adaptés à un contact avec des produits alimentaires et au poids total de la tasse / des tasses.

Solution

L'équipe du projet a trouvé le partenaire idéal : la société igus de Cologne. L'équipe est parvenue, en coopération avec le responsable de la fabrication additive Tom Krause, à fabriquer tout d'abord un prototype imprimé pour le concept mécanique. Celui-ci a été imprimé avec du polymère hautes performances iglidur I6, un matériau mis au point par igus pour le frittage laser et qui a séduit l'équipe par sa robustesse, sa stabilité dimensionnelle et ses caractéristiques de déplacement. Après modification et amélioration du concept, toutes les pièces entrant dans sa composition ont été commandées au service impression 3D. En plus des propriétés déjà citées, le mécanisme a aussi convaincu par une grande résistance à l'usure, une parfaite reproduction des détails et une conformité alimentaire en vertu des exigences du FDA et du règlement européen 10/2011. Autre argument en faveur de la méthode choisie : pas besoin de moules pour le frittage laser et les pièces peuvent être fabriquées de manière rentable dès l'unité.

Fonctionnement du réglage automatique du plateau à tasses

Quand on parle de machine à café automatique, le terme automatique renvoie surtout au processus de préparation du café. Le fait que le plateau à tasses intégré doive être réglé en hauteur en fonction de la taille des tasses était un problème, certes, mais qui était résolu manuellement. Pour que la machine à café automatique soit vraiment digne de son nom, une équipe projet de l'école de génie mécanique d'Ansbach a mis au point un réglage automatique et pratique du plateau à tasses. Le système détermine la hauteur des tasses par des capteurs qui mettent ensuite en marche un mécanisme composé d'une vis et d'une bride support d'axe imprimées fixées au mécanisme du plateau à tasses. Les capteurs mesurent la course entre le rebord supérieur de la tasse et le rebord inférieur de la buse de sortie du café. Ils sont en mesure de détecter la hauteur de tasses transparentes et non transparentes. Un logiciel pilote le moteur qui déplace le mécanisme jusqu'à ce que l'écart requis soit atteint.

Vue de face de la machine à café automatique avec son plateau à tasses à réglage automatique

iglidur I6, le polymère hautes performances à conformité alimentaire

Pour le mécanisme, le choix s'est porté sur le polymère iglidur I6 à tribologie optimisée qui offre une grande résistance à l'usure. La fluidité du mouvement entre la vis et la bride support d'axe était l'un des critères majeurs de choix de ce matériau. Les matériaux igus sont très appréciés pour la partie technique des distributeurs automatiques. Leurs lubrifiants solides intégrés rendent tout graissage extérieur superflu. Cette absence de graissage permet une utilisation dans de bonnes conditions d'hygiène ainsi qu'un contact avec des produits alimentaires en vertu des exigences du FDA et du règlement européen 10/2011. Le matériau dédié au frittage sélectif par laser a une durée de vie nettement supérieure à celle de polymères courants.
 
 

Le matériau FSL iglidur I6 est disponible dans la boutique et séduit par ses bonnes caractéristiques de glissement et sa grande résistance à l'usure.